安科瑞 繆凱倫
【摘要】分析了數(shù)據(jù)中心行業(yè)背景和用戶需求,，介紹了安科瑞數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)的解決方案,、平臺功能及典型硬件,。
【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)中心,；綜合能效管理系統(tǒng)
一,、行業(yè)背景
在疫情的影響下,，全球網(wǎng)絡(luò)流量受到視頻流量,、電話會議、在線游戲、社交網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字應(yīng)用增長的推動而激增,。伴隨物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展,，未來對數(shù)據(jù)服務(wù)的需求將呈現(xiàn)出指數(shù)級增長。2020年,，數(shù)據(jù)中心建設(shè)被正式列入新基建戰(zhàn)略,。近幾年越來越受到國家重視，數(shù)據(jù)中心是新基建有序運行的基礎(chǔ)保障,，被視為“新基建的基礎(chǔ)設(shè)施",。數(shù)字經(jīng)濟作為經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力的重要指標,，同時我國正在加緊5G,、智慧城市、大數(shù)據(jù)與云計算等新技術(shù)的應(yīng)用,。數(shù)據(jù)中心的作用和地位日益突出,。
國家發(fā)展改革委等部門2022年2月17日正式發(fā)布消息，同意京津冀,、長三角,、粵港澳大灣區(qū)、成渝等地啟動建設(shè)全國完整算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點,。加上去年12月貴州,、內(nèi)蒙古、甘肅,、寧夏啟動建設(shè)全國完整算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點獲得批復(fù),，“東數(shù)西算"8大算力樞紐和10個集群全部落地，進一步推動了數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,。
二,、用戶需求
1）可靠穩(wěn)定安全的供配電
2）綠色低碳、節(jié)能降耗,、提升PUE
3）提高運維效率,、降低運營成本
4）整體監(jiān)控平臺
三、解決方案
如下為AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)的駕駛艙導覽圖,，根據(jù)能源流向,、信息流向及電壓等級變化，可以將“源網(wǎng)荷儲充運維"這幾個版塊納入我司AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)進行集中采集,、監(jiān)測和控制,，保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定可靠運行。
3.1源——供電源頭
響應(yīng)國家3060雙碳目標,，新建數(shù)據(jù)中心建設(shè)在自然資源較豐富的地區(qū),，建設(shè)新能源電站,，利用“光伏發(fā)電"、“風力發(fā)電"等綠電資源,，減少傳統(tǒng)火電煤炭的使用比重,。
3.2網(wǎng)——供電網(wǎng)絡(luò)
供電網(wǎng)絡(luò)包含四個子功能：“變電站綜合自動化"、“電力監(jiān)控",、“電能質(zhì)量"和“電氣安全",。
功能一：“變電站綜合自動化"系統(tǒng)通過對變電站進出線的開關(guān)柜、變壓器,、直流屏等設(shè)備進行整體的監(jiān)測,，保證變壓器的溫度和運行正常。
功能二：“電力監(jiān)控"系統(tǒng)圍繞10KV到400V,，對整個變配電環(huán)節(jié)的進出線及相關(guān)的設(shè)備,，包括UPS,，柴油發(fā)電機,，以及電能質(zhì)量進行監(jiān)測，實時掌控每個回路的用電情況,、開關(guān)分合閘狀態(tài),，斷路器異常跳變時報警推送和提醒，對柴油發(fā)電機的狀態(tài)和柴油油位狀態(tài)進行監(jiān)測,，同時通過備自投邏輯控制,，確保供電自主切換；對并接的蓄電池的電壓內(nèi)阻溫度等參數(shù)進行實時不間斷監(jiān)測,，提前發(fā)現(xiàn)失效異常電池并推送信息給運維人員,，提醒運維人員及時更換，確保一旦市電供電中斷,，蓄電池能夠給服務(wù)器持續(xù)工作,。
功能三：對供電局引入的市電側(cè)采用電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測電網(wǎng)引入的“電能質(zhì)量"情況，確保輸入的電能質(zhì)量可靠,；0.4KV低壓配電網(wǎng)絡(luò)采用APM電力儀表以及APF和SVG治理裝置進行電能質(zhì)量治理,，治理開關(guān)電源、UPS等帶來的電能質(zhì)量問題,，保障末端服務(wù)器用電的可靠純凈,，工作不受干擾。
功能四：“電氣安全"包括電氣火災(zāi)監(jiān)控,，消防設(shè)備電源監(jiān)控,，防火門監(jiān)控以及應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)等消防系統(tǒng)，通過以上四個子功能,，24小時可整體了解運營情況,，保障數(shù)據(jù)中心供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定安全,。
3.3荷——用能負荷
數(shù)據(jù)中心的用能主要分為動力能耗，制冷能耗和照明能耗三大塊,。我們采用“能耗分析"功能,，針對每個重要節(jié)點和設(shè)備進行能耗統(tǒng)計分析，作為能耗優(yōu)化及調(diào)整的參考和數(shù)據(jù)支撐,。通過分布在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)各重要節(jié)點的采集設(shè)備監(jiān)測電量,、電流和電壓等參數(shù)，對采集的參數(shù)進行分析和統(tǒng)計,，以報表的形式展示數(shù)據(jù)中心各能效評估區(qū)域的能耗評估結(jié)果,；
同時可以實時監(jiān)測空調(diào)制冷風量和IT設(shè)備上架率，實時調(diào)整空調(diào)的制冷功率,，降低能耗,；并且通過智能照明控制，關(guān)閉長明燈,，調(diào)整燈具發(fā)光亮度,，策略控制燈具的點亮，實現(xiàn)人來燈亮,、人走燈滅,，達到降低照明能耗。
3.4儲——電能存儲
由于數(shù)據(jù)中心本身的用電負荷穩(wěn)定,，不允許供電電源產(chǎn)生異常波動,，而考慮到新能源發(fā)電的非持續(xù)性，需要搭配儲能來實現(xiàn)削峰填谷,，平抑新能源發(fā)電的波動性,，保障綠色電站的同時合理的提升整個數(shù)據(jù)中心的運營，降低成本,。
3.5運維——運維管理
運維管理里面包含四個子功能：“用戶報告",、“設(shè)備方案"、“故障告警",、“運維管理"本功能版塊通過給運維人員制定運維計劃,，充分的把控數(shù)據(jù)中心各個環(huán)節(jié)的運營情況，通過有序的事故預(yù)防管理,，實現(xiàn)防患于未來,，可合理的降低基礎(chǔ)設(shè)施的故障率，通過流程化的事件管理,，使發(fā)生的故障在盡可能短的時間內(nèi)恢復(fù),。且具有故障告警功能，對需報警事件進行過濾,，將重要的告警信息推送給運維人員,，便于運維人員進行及時排查和檢修,，實現(xiàn)整體的運維管理。
四,、平臺功能
1）系統(tǒng)主頁
展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗,，動力能耗，空調(diào)能耗,，及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實時PUE值,，通過儀表盤形式直觀展示。
2）電能質(zhì)量監(jiān)測
電能質(zhì)量在線監(jiān)測,，可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率,、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等,。
3）變電站綜自
對數(shù)據(jù)中心變電站實時監(jiān)控,，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài),。
4）分布式光伏
對逆變器運行和電站進行監(jiān)測,，對電站發(fā)電進行統(tǒng)計和分析。
5）電力監(jiān)控
電力監(jiān)控云平臺針對供配電系統(tǒng)的特點,，對35KV及以下供配電實施完整的實時監(jiān)控,，對電網(wǎng)的安全運行提供現(xiàn)代化手段,，可實現(xiàn)無人值守,。
6）UPS監(jiān)測
系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓,、電流,、有功功率、功率因數(shù)頻率,，同時監(jiān)測UPS溫度,、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù),。
7）蓄電池監(jiān)測
展示單體電池電壓,、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測電池帶載時剩余時間,，每節(jié)電池數(shù)據(jù)均可以設(shè)置異常報警,，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。
8）能源分布
通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布,，設(shè)備分布情況,，并顯示設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，點擊平面圖上設(shè)備可以進入具體設(shè)備監(jiān)控界面,。
9）列頭柜監(jiān)測
系統(tǒng)可以展示配電柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù),，包括電流電壓功率電能以及開關(guān)狀態(tài),，并可以對數(shù)據(jù)進行報警設(shè)置和分級，數(shù)據(jù)取自配電柜測量模塊,。
10）能耗分析
顯示電能消耗日/月/年報表,，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示,。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比,、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢,。
11）母線槽監(jiān)測
系統(tǒng)可以展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù),，包括電流電壓、開關(guān)狀態(tài),、插接點溫度,，并對數(shù)據(jù)進行報警設(shè)置和分級。
12）環(huán)境監(jiān)測
監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度,、開關(guān)門,、水浸、煙霧,、噪聲,、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了,，同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢,。
13）空調(diào)監(jiān)測
系統(tǒng)可監(jiān)測空調(diào)的回風溫濕度，出回水溫度,，并可以設(shè)定空調(diào)的溫濕度,，達到更好的控制效果。
14）消防監(jiān)控
智慧消防管理云平臺是在智慧安全用的基礎(chǔ)上,，增加了火報系統(tǒng),，智慧煙感和智慧消防用水等設(shè)備和系統(tǒng)。實現(xiàn)火災(zāi)預(yù)防,、火情報警和聯(lián)動控制等功能,。
15） 智能照明
用戶可通過控制面板、人體感應(yīng),、照度感應(yīng),、微波感應(yīng)、上位機系統(tǒng),、觸摸屏,、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區(qū),、醫(yī)院,、學校、酒店,，以及體育場所,、機場、隧道,、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng),。
16）故障報警
報警事件分為四級，通過列表顯示各類報警事件數(shù)量,，通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量,，提供報警總數(shù)以及增長趨勢。
17）電氣安全
電氣接點溫度實時監(jiān)測,，斷路器觸頭,、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監(jiān)測接點溫度,，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故,。
18）運維管理
運維管理功能，可針對數(shù)據(jù)中心各主要設(shè)備進行巡檢派工,，消缺,，搶修等維護工作。
五,、典型硬件
圍繞數(shù)據(jù)中心變配電電壓等級的變化過程,，如下可見AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)從110KV到10KV到400V到機房可用到我司的相關(guān)產(chǎn)品。
六,、結(jié)語
數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng),，集成了變電站綜自,，電力監(jiān)控,，電能質(zhì)量，電源備自投等子功能,，幫助用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供配電的可靠穩(wěn)定安全,，同時采用電氣接點測溫、智能照明控制,、電能質(zhì)量監(jiān)測及治理,、蓄電池在線監(jiān)測、配電監(jiān)控,、智能母線監(jiān)控以及消防監(jiān)控等多種子功能,，實現(xiàn)綠色低碳、節(jié)能降耗,、提升PUE,，通過運維版塊提高數(shù)據(jù)中心運維效率,、降低運營成本，實現(xiàn)一套系統(tǒng),，完整平臺全方面的把控和掌握數(shù)據(jù)中心的運行狀態(tài),。
